浅谈工业交换机组网方式、类型及管理方式
时间：2024-04-03 阅读：608
一、工业交换机概述
也称作工业以太网交换机，即应用于工业控制领域的以太网交换机设备，由于采用的网络标准其开放性好、应用广泛以及价格低廉、使用的是透明而统一的TCP/IP协议，以太网已经成为工业控制领域的主要通信标准。本身与商业网络在数据链路层、网络层、协议层等方面并无本质区别，但针对工业控制的实时性等需求，工业以太网解决了通信实时性、网络安全性、本质安全与安全防爆技术等技术问题，并且采用一些适合于工业环境的措施，如防水，抗振动...其核心还是和商用以太网没有本质的区别，这就和PC机与工控机之间的区别一样。
二、工业交换机组网方式
工业以太网交换机专门为满足灵活多变的工业应用需求而设计，提供一种高性价比工业以太网通讯解决方案。而其组网方式则更重点关注于环路设计。环路有单环和多环的区别，同时亦有在STP和RSTP基础上，各个厂家设计的私有环路协议，如FRP环，turbo环等。
三、工业交换机分类
1、非管理型交换机 (Unmanaged Switch)
集线器的发展产生了一种叫非管理型交换机的设备。它能实现消息从一个端口到另一个端口的路由功能，相对集线器更加智能化。非管理型交换机能自动探测每台网络设备的网络速度。另外，它具有一种称为“MAC地址表”的功能，能识别和记忆网络中的设备。换言之，如果端口2收到一条带有特定识别码的消息，此后交换机就会将所有具有那种特定识别码的消息发送到端口2。这种智能避免了消息冲突，提高了传输性能，相对集线器是一次巨大的改进。然而，非管理型交换机不能实现任何形式的通信检测和冗余配置功能。
2、管理型交换机 (Managed Switch)
以太网连接设备发展的下一代产品是管理型交换机。相对集线器和非管理型交换机，管理型交换机拥有更多更复杂的功能，价格也高出许多-通常是一台非管理型交换机的3～4倍。管理型交换机提供了更多的功能，通常可以通过基于网络的接口实现配置。它可以自动与网络设备交互，用户也可以手动配置每个端口的网速和流量控制。一些老设备可能无法使用自动交互功能，因此手动配置功能是少不了的。
绝大多数管理型交换机通常也提供一些高级功能，如用于远程监视和配置的SNMP(简单网络管理协议)，用于诊断的端口映射，用于网络设备成组的VLAN(虚拟局域网)，用于确保优先级消息通过的优先级排列功能等。利用管理型交换机，可以组建冗余网络。使用环形拓扑结构，管理型交换机可以组成环形网络。每台管理型交换机能自动判断传输路径和备用路径，当优先路径中断时自动阻断(block)备用路径。
三、可网管交换机管理途径：
通过RS-232 串行口(或并行口)管理、通过网络浏览器管理和通过网络管理软件管理。
1、通过串口管理
可网管交换机附带了一条串口电缆，供交换机管理使用。先把串口电缆的一端插在交换机背面的串口里，另一端插在普通电脑的串口里。然后接通交换机和电脑电源。在Windows 98和Windows 2000里都提供了“超级终端”程序。打开“超级终端”，在设定好连接参数后，就可以通过串口电缆与交换机交互了，如图1所示。这种方式并不占用交换机的带宽，因此称为“带外管理”(Out of band)。在这种管理方式下，交换机提供了一个菜单驱动的控制台界面或命令行界面。你可以使用“Tab”键或箭头键在菜单和子菜单里移动，按回车键执行相应的命令，或者使用专用的交换机管理命令集管理交换机。不同品牌的交换机命令集是不同的，甚至同一品牌的交换机，其命令也不同。使用菜单命令在操作上更加方便一些。
2、通过Web管理
可网管交换机可以通过Web(网络浏览器)管理，但是必须给交换机一个IP地址。这个IP地址除了供管理交换机使用之外，并没有其他用途。在默认状态下，交换机没有IP地址，必须通过串口或其他方式一个IP地址之后，才能启用这种管理方式。使用网络浏览器管理交换机时，交换机相当于一台Web服务器，只是网页并不储存在硬盘里面，而是在交换机的NVRAM里面，通过程序可以把NVRAM里面的Web程序升级。当管理员在浏览器中输入交换机的IP地址时，交换机就像一台服务器一样把网页传递给电脑，此时给你的感觉就像在访问一个网站一样。这种方式占用交换机的带宽，因此称为“带内管理”(In band)。如果你想管理交换机，只要点击网页中相应的功能项，在文本框或下拉列表中改变交换机的参数就可以了。Web管理这种方式可以在局域网上进行，所以可以实现远程管理。
3、通过网管软件管理
可网管交换机均遵循SNMP协议(简单网络管理协议)，SNMP协议是一整套的符合国际标准的网络设备管理规范。凡是遵循SNMP协议的设备，均可以通过网管软件来管理。你只需要在一台网管工作站上安装一套SNMP网络管理软件，通过局域网就可以很方便地管理网络上的交换机、路由器、服务器等。通过SNMP网络管理软件的界面，它也是一种带内管理方式。